高层建筑工程剪力墙结构的优化设计.docVIP

精品论文 参考文献 高层建筑工程剪力墙结构的优化设计 1.陆河县建筑设计室 广东陆河 516700； 2.深圳市物业国际建筑设计有限公司 广东深圳 518000 摘要：本文主要针对高层建筑工程剪力墙结构的优化设计展开了探讨，通过结合具体的工程实例，对剪力墙布置和基础选型两方面作了详细的阐述和系统的分析，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。 关键词：高层建筑；剪力墙；优化设计 0 前言 所谓的剪力墙，又称抗风墙、抗震墙或结构墙，是房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载和竖向荷载的墙体。随着如今，建筑施工越来越往高层和超高层发展，剪力墙的施工也随之得到了广泛的应用。基于此，本文就高层建筑工程剪力墙结构的优化设计进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。 1 工程概况 某建筑B1#住宅楼：总建筑面积5011平方米，建筑物长44.2米，宽12.0米，房屋总高度为31.2米。本建筑地下一层，层高为3.9米；地上十层，地上一层层高4.2米，以上每层层高均为3.0米。本工程抗震设防烈度为8度，设计地震加速度为0.2g，设计地震分组为第一组；剪力墙抗震等级为二级，建筑物安全等级为二级；场地土类别为II类，最大冻土深度为0.8米，场地土不考虑液化、无湿陷。 2 剪力墙布置 根据《高规》中剪力墙布置的基本原则，结合建筑图布置剪力墙。 （1）剪力墙宜简单、规则，沿两个方向双向布置，两个方向的刚度不宜相差太大，以控制扭转的不利影响。 （2）剪力墙不宜过长，较长的剪力墙应开设洞口，将其分成长度较为均匀的若干墙段，墙段用弱连梁连接，且墙长不宜大于8米。 （3）先在建筑外墙周圈和楼梯或电梯井筒部位布置剪力墙，门窗洞口宜上下对齐，成列布置，避免形成错洞墙使剪力墙上下传力不连续而产生刚度突变。 （4）剪力墙根据房间布局沿两个轴线方向布置成T型、L型、+字形。 （5）剪力墙厚度的确定：剪力墙的底部加强区的高度取底部两层（4.2+3.0=7.2m）和墙体总高度的1/10（31.2/10=3.1m）的二者的较大值，故底部加强区的高度取7.2m。因本工程为二级剪力墙，根据规范构造要求底部加强部位的厚度取200mm，以上部分取200mm。 （6）通过以上分析，第一次剪力墙布置。并在PKPM中输入参数建模，进行内力计算得出以下数据： 位移比： 最大层间位移角 X方向最大层间位移角：1/1567（1/1000规范限值） Y方向最大层间位移角：1/1005（1/1000规范限值）最大位移与层平均位移的比值、最大层间位移与平均层间位移的比值 X方向最大位移与层平均位移的比值：1.02（1.2规范限值） Y方向最大位移与层平均位移的比值：1.28（1.2规范限值） X方向最大层间位移与平均层间位移的比值：1.01（1.2规范限值） Y方向最大层间位移与平均层间位移的比值：1.32（1.2规范限值） 周期比： 结构以扭转为主的第一自振周期Ta=0.9238 结构以平动为主的第一自振周期Tb=1.0059 从以上数据显示，《高规》第3.4.5条规定最大位移与层平均位移的比值、最大层间位移与平均层间位移的比值，A级高度高层建筑分别不宜大于1.2，不应大于1.5，以上数据不满足要求。这说明结构平面不规则，质量与刚度产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转，应调整抗测力结构布置，使其分布均匀。从以上位移角数值可见，X向最大层间位移角为1/1567lt;1/1000，这虽然满足了规范要求，但比规范限值1/1000的要求小很多，说明X向剪力墙布置较多、刚度较大，应适当减少墙体数量或缩短墙肢长度来削弱其刚度。 验算周期比的目的，主要是为了控制结构在罕遇大震下的扭转效应。周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系，它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不致于出现过大（相对于侧移）的扭转效应。从以上结果显示Ta/Tb=0.9238/1.0059=0.91gt;0.9，周期比不满足《高规》第3.4.5的要求，说明结构外围墙体相对于内墙刚度较弱，不能约束结构地震力产生的扭转变形。总的调整原则是加强结构外围墙或梁的刚度，适当削弱结构内墙和连梁的刚度。从SATWE程序中的结构整体空间震动简图的第一振型来看